高壓注水站系統優化技術研究與應用

王寶華 高令東 佀蘭芝 周春麗 羅彬

摘 要：注水站實現自動、實時、全面的采集生產數據，全過程監控設備運行狀態和效率，開展注水工況的動態優化，增加有效注水，提高注水站系統效率；同時，降低人員勞動強度，降低安全風險。經過充分論證，于2014年確立了在34#注水站進行系統優化技術的實施。

關鍵詞：高壓注水站；系統優化；效率；提高

中圖分類號：TE357.6 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0188-01

前 言

（1）所有注水生產數據的錄取都需要工作人員到高噪聲、布滿高壓管匯的泵房及配水間錄取，人員工作環境的安全、環保條件較差。

（2）由于注水生產是動態變化的，僅依靠人工錄取調整不能及時發現系統及各單井壓力、水量波動，導致部分井水量超、欠造成低無效注水，影響注水系統平穩運行和油田開發效果。

（3）注水泵、電動機等注水設備完全由人工進行數據采集，信息量少，且不及時，所有數據都需要人工錄取、計算、存放、查詢，措施方案分析依賴人員經驗，自動化程度低。

1 注水站主要存在下列問題

由于油層物性差異較大，該注水站設有180、350、450三套注水壓力系統，現有注水井25口，2015年9月，日配注1455m3/d，其中180系統3口，350系統7口，450系統15口。

1.1 水井欠注嚴重

該站開井21口，總配注量為1015m3/d，實注871m3/d，配注完成率為85.9%。其中文13-331、文C231兩口井由于450系統壓力低注不進。分析原因主要是運行的泵型組合不合理，450系統運行的1號泵額定排量較小，而7號泵由于設備老化，實際排量遠小于額定排量，導致系統壓力低（37MPa），部分井由于地層啟動壓力高而注不進，完不成配注任務；350系統運行的1臺泵排量達不到配注任務，而運行兩臺泵則排量過大。

1.2 泵機組運行效率低

6號泵由于出口壓力（30MPa）遠小于額定出口壓力（38MPa），導致運行效率較低；7號泵容積效率只有70.6%。

1.3 注水不平穩

實際生產中，為保障配注，需要間開1臺三柱塞泵增加注水量（平均每日運行12h，耗電1002kWh/d）。間開時需要人工去調整各井閥門以控制各井注水量，導致注水井無法平穩注水，部分井屬于間歇注水，對生產不利。

2 系統優化完成情況

（1）開發研制了注水站實時監控系統，對注水泵、電動機工作狀態及各類參數進行監測，重要參數實現超限報警功能。

（2）編制了注水系統優化軟件并與監控系統進行集成，實現了注水系統實時生產管理、狀態監測等功能的網絡化。

（3）開展了滿足多井配注前提下，泵站最佳壓力系統組合的研究，以及注水站系統的最佳經濟運行方案算法研究，建立了注水站系統優化數學模型。

（4）利用實時監控系統的水井壓降、注水指示曲線的測試功能，進行滿足地質配注條件下的注水工藝方案優化技術研究，并現場應用，取得了較好的效果。

3 現場應用效果

34號注水站位于文東油田文13西塊，擔負著文13區塊、文14區塊、文204區塊的25口高壓注水井的注水任務。現有儲水罐2個。注水泵7臺，其中三柱塞泵4臺，五柱塞泵3臺，正常運行4臺。1號、2號、3號、4號、5號、7號為450系統注水；1號、2號、4號、5號、6號、7號泵為350系統注水，其中1號、2號、3號、5號、7號設有350系統閥門和450系統閥門，可為350或450系統注水井供水。3口常壓井由文一聯高壓離心泵站180系統供水。

4 經濟效益評價

（1）注水系統效率提高，總耗電量降低了640kWh/d，按電費0.68元/kWh計算，年可節約電費：640×365×0.68=15.88萬元。

（2）站內注水井指示曲線每年測試50井次，按目前人工測試費用100元/井次計算，年可節約測試費用：50×0.01=0.5萬元。

（3）站內注水井壓降曲線測試每年測試10井次，按目前人工測試費用1.8萬元/井次計算，年可節約測試費用：10×1.8=18萬元。

（4）優化后日增加有效注水量32m3/d，水量按10元/m3計算，年可創效：32×365×10=11.7萬元。

年創直接經濟效益為：15.88+0.5+18+11.7=46.08（萬元）。

5 結束語

（1）本系統實現了“注好水”和“節能高效運行”兩大目的，不僅提高了注水站管理水平，同時還有著顯著的經濟效益。

（2）應用本系統可以實現注水井的壓降曲線的自動連續測試，為壓降曲線測量提供了新的更好的方式。

（3）應用本系統可以實現同一系統內的多口注水井指示曲線的同步測試，可以節約大量的人力。

（4）本系統可以及時發現設備運行中存在的問題，如泵效下降、管線穿孔、閥門內漏等，有助于提高設備管理水平，保證設備高效安全運行。

（5）本系統如能與變頻控制技術結合，則可減少受泵型的限制，而實現隨時優化調整，取得更好的優化運行效果。

參考文獻

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收稿日期：2018-3-15